Строение, номенклатура
7.1. Дайте определение ароматичности. Опишите делокализацию электронов в молекуле бензола. Сформулируйте правило Хюккеля. Чем ароматические соединения отличаются от неароматических и от антиароматических? Какие из приведенных ниже структур относятся к ароматическим?
7.2. Приведите систематические и тривиальные названия указанных ниже ароматических углеводородов.
Химические свойства
7.3. Приведите общую схему механизма электрофильного замещения в бензоле. Какая стадия определяет скорость реакции? Дайте определения следующим понятиям:
а) переходное состояние,
б) промежуточное соединение,
в) -комплекс,
г) -комплекс.
В чем отличие между переходными состояниями и промежуточными соединениями? Являются - и -комплексы переходными состояниями или промежуточными соединениями? Приведите график изменения потенциальной энергии в ходе рассматриваемой реакции и поясните его.
7.4. На примере реакций этилена и бензола с бромом сравните механизм электрофильного присоединения к алкенам с механизмом электрофильного замещения в ароматическом ряду. На какой стадии наблюдается различие и почему?
7.5. Напишите формулы продуктов, образующихся при реакции бензола со следующими реагентами, рассмотрите механизмы протекающих реакций:
а) Br2 / Fe, б) Cl2 / AlCl3, в) Cl2 / hυ, г) H2SO4 (конц.) при нагревании, д) HNO3 / H2SO4 (конц.), е) CH3Br / AlCl3, |
ж) изопропилбромид / AlCl3, з) н-пропилбромид / AlCl3 (1 С), и) CH3COCl / AlCl3, к) I2/HNO3, л) янтарный ангидрид/AlCl3, затем вода, м) изобутиловый спирт/H2SO4. |
7.6. Укажите, какие из приведенных заместителей являются орто/пара-ориентантами, какие – мета-ориентантами в реакциях электрофильного замещения, ответ поясните:
–CF3; –Br; –CH2CH3; –NO2; –OCH3; –CHO; –COOH
7.7. Напишите формулы основных органических продуктов, образующихся при нитровании перечисленных ниже соединений. Укажите, будет ли это соединение нитроваться быстрее или медленнее бензола. Ответ поясните.
А) трифторметилбензол, б) фенетол (С2Н5ОС6Н5), в) трет-бутилбензол, |
г) бензальдегид, д) ацетанилид, е) этилбензоат. |
7.8.* Расположите следующие ароматические вещества в порядке уменьшения скорости электрофильного галогенирования в следующих рядах, ответ поясните. Укажите преимущественное направление атаки при электрофильном замещении этих веществ, дайте пояснения с привлечением понятий об электронных эффектах заместителей.
7.9.* Приведите строение основных продуктов реакции указанных соединений с бромом в присутствии AlBr3. Поясните с привлечением понятий об электронных эффектах заместителей.
7.10. Изобразите структурные формулы продуктов, образующихся в результате следующих реакций, приведите механизмы:
7.11. Предскажите продукты реакций восстановительного озонолиза, радикального бромирования (укажите условия) и окисления перманганатом калия в кислой среде для нижеприведенных соединений:
7.12. Полинитросоединения некоторых углеводородов бензольного ряда, содержащие третичную бутильную группу, обладают запахом, напоминающим запах натурального мускуса. Одно из таких производных можно получить из бензола в три стадии. Напишите продукты, образующиеся на каждой стадии. Приведите механизмы реакций и объясните наблюдающееся направление атаки на каждой из стадий. Поясните, почему в конечном продукте содержится третичная бутильная группа?
7.13. Предложите схемы получения из бензола следующих соединений:
а) пара-нитрохлорбензол,
б) мета-нитрохлорбензол,
в) орто-нитроанизол без примеси пара-изомера,
г) бензальдегид,
д) 2-фенилэтанол.